本文以纳滤脱盐过程和反应与纳滤耦合过程开发为背景,从葡萄糖、无机盐体系纳滤截留实验入手,应用不可逆热力学模型和物料衡算,系统的考察纳滤膜渗滤脱盐过程中各条件对脱盐过程的影响。根据模型预测结果,选择操作条件,指导应用膜技术处理黄姜废水和马铃薯废水。针对上游反应工序与纳滤分离耦合过程,应用模型模拟方法,提出反应与纳滤技术匹配所需要的条件,揭示反应与纳滤分离技术耦合的规律。 中性有机物、无机盐体系纳滤实验研究 分别通过实验考察了葡萄糖和无机盐体系溶质浓度、pH值对纳滤膜截留率的影响;对比了纳滤膜对不同pH值下、不同种类无机盐截留率的差异。结果表明:随着葡萄糖浓度的增加,纳滤膜对葡萄糖的截留率略微下降。随着氯化钠浓度的增加,纳滤膜对氯化钠的截留率下降。对于Na₂SO₄和MgSO₄来说,pH值越接近中性,截留率越高。对于MgCl₂,pH值越接近中性,截留率越低。对于NaCl在酸性条件下截留率随pH值的增大而增大;碱性条件下,截留率普遍比酸性条件下截留率高。对中性条件下四种盐极限截留率进行比较,可以发现中性环境下截留率排列顺序为:Na₂SO₄>MgSO₄>NaCl>MgCl₂。 葡萄糖溶液脱盐纳滤过程模拟 在葡萄糖、氯化钠实验数据的基础上,通过不可逆热力学模型与实验数据关联建立数学模型。采用数学模拟的方式以脱盐效果、有效成分损失率、渗透通量、分离因子为目标函数,研究了压力、浓缩比例、酸碱环境、操作模式对浓缩脱盐纳滤过程的影响。研究表明:在相同脱盐率的情况下,浓缩倍数为1.33时葡萄糖的损失率最小。间歇脱盐模式下氯化钠的脱除效果略好于连续模式。在脱盐过程后期逐步降低压力分离因子提高了25%左右,达到相同脱盐效果纯水加入量减少1-2次。脱盐时间没有发生较大改变,葡萄糖损失率基本没有降低。在脱盐后期调节pH值到纳滤膜等电点附近可以使分离因子增大两倍,母液盐含量比中性条件低10%左右,葡萄糖浓度比中性条件下的大约高出10%,有效的提高脱盐率,为提高脱盐效率提供了有益的途径。 膜技术处理马铃薯加工废水实验研究 利用膜技术开发废水处理新工艺,在降低废水COD的同时回收马铃薯蛋白和低聚糖。通过微滤、超滤、纳滤或反渗透三级膜工艺处理,蛋白的截留率高于98%。糖分的截留率高达88%,COD下降了99.9%。既达到马铃薯加工废水资源化利用的目的,又实现原有废水的回用保护了环境。 膜法处理黄姜加工废水实验研究 当前国内黄姜工业产生大量的黄姜废水,威胁到南水北调中线水源地环境质量。采用陶瓷微滤膜和不同截留分子量的有机